一种实现固体废物高温熔融制备玻璃的方法与流程

本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，尤其是涉及一种实现固体废物通过高温熔融制成玻璃体的方法。

背景技术：

随着人们的环保意识越来越强，城市垃圾的无害化处理，以及工业生产过程中产生的炉渣或其他固废的处理也越来越受到人们的重视。

现有的高温熔融方法处置工业固废多数采用等离子体高温熔融技术，该技术投资巨大，20万吨/年处置规模投资需10亿人民币左右。但是等离子体高温熔融技术，单台处置规模目前国内最大仅为50t/d，处置能力偏低，无法实现大规模处置。且等离子体高温熔融最大的耗材为等离子炬，每400小时需更换一支，运行成本无法控制，达到2000元/吨。此外，水泥窑协同处置对入窑的工业固废要求比较高，对铅汞镉铬等重金属、cl-含量均严格控制，年处置量有限。危险固废进入水泥窑协同处置烧结出来的水泥品质有诸多不同说法，目前国家已严加控制，未来是否取缔存在争议。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种以废治废，变废为宝，从而降低成本的实现固体废物通过高温熔融制成玻璃体的方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种实现固体废物通过高温熔融制成玻璃体的方法，包括以下步骤，

s1，对固体废物的成分进行分析，分析固体废物中含有硅、钙和铝的剂量；

s2，并将分析结果与制备玻璃所需的元素相比较，其中玻璃包括元素硅、钙、铁和铝，按照硅钙比例2.5-3:1，钙铝比例2.5-3:1的比例关系，计算出含各种元素对应原料的需求量；

s3，按照含各种元素原料的需求量称取所需各原料，各原料分别为各元素对应的氧化物；

s4，将固体废物与配比出的各原料混合均匀后形成第一混合物；

s5，将所述第一混合物控制压力参数为20-30mpa的条件下压制成型，并形成含水率在12%-15%之间的第一中间产物；

s6，将所述第一中间产物进行沉化，沉化的过程中保持温度25-40℃，沉化时间24-26小时后，形成第二中间产物；

s7，将所述第二中间产物与碳精按比例7：1分层入熔融炉，7份第二中间产物1份碳精间隔分层加入熔融炉；在1250-1350℃，空气条件下，进行高温熔融90-120min，形成第三中间产物；

s8，将第三中间产物在1250℃-1350℃的条件下，进行水淬48s后形成玻璃物质。

通过采用上述技术方案，通过对固体废物进行元素分析，然后根据制备玻璃所需的元素成分对固体废物进行物料配比，配比后的物料混合均匀后进行成型、沉化和熔融；其中沉化使得第一中间产物内部结合力增大、减少撞击破碎几率，以便后续更好的转运，保障高温熔融炉内自由落体下降过程不容易撞碎；第二中间产物与碳精按比例入炉有利于保障燃烧的稳定性，且有利于保障高温熔融炉内的熔池温度稳定性，从而保障玻璃物质形成的稳定性；高温熔融使得第二中间产物成为熔融状态的第三中间产物，第三中间产物经水淬固化成玻璃物质，从而达到了废物利用的效果。

优选的，s2中，硅钙比例设置为3:1，钙铝比例设置为3:1。

通过采用上述技术方案，硅钙铝比例设置为9:3:1能够得到较稳定的玻璃物质。

优选的，s3中，硅、钙和铝元素对应的氧化物为二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝。

通过采用上述技术方案，二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝时比较常见且容易获得的产品。

优选的，s5中，压力参数设置为25mpa，含水率设置为13%。

通过采用上述技术方案，在该压力参数和含水率的条件下成型的第一混合物能够形成结构较稳定的第一中间产物。

优选的，s6中，沉化过程中保持温度为40℃，沉化时间设置为24小时。

通过采用上述技术方案，该沉化温度和时间能够获得较好的沉化效果。

优选的，s7中，对熔融炉中充入纯氧气，控制高温熔融炉内的氧含量在8%-11%。

通过采用上述技术方案，氧气有助于增加熔融炉内的含氧量，从而有助于燃烧得更加分。

优选的，s7中，高温熔融的温度设置为1300℃。

通过采用上述技术方案，该温度下的熔融温度有助于使得第二中间产物更充分的熔融。

优选的，s8中，水淬的时间设置为48s。

通过采用上述技术方案，该时间参数下的到的玻璃物质能够得到固化的第三中间产物。

附图说明

图1是实施例的工艺流程图；

图2是实施例的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明公开的一种实现固体废物高温熔融制备玻璃的方法，包括以下步骤，

s1，对固体废物的成分进行分析，分析固体废物中含有硅、钙和铝的剂量；

s2，并将分析结果与制备玻璃所需的元素相比较，其中玻璃包括元素硅、钙和铝，按照硅钙比例2.5-3:1，钙铝比例2.5-3:1的比例关系，计算出含各种元素对应原料的需求量；

s3，按照含各种元素原料的需求量称取所需各原料，各原料分别为各元素对应的氧化物；

s4，将固体废物与配比出的各原料混合均匀后形成第一混合物；

s5，将第一混合物控制压力参数为20-30mpa的条件下压制成型，并形成含水率在12%-15%之间的第一中间产物；

s6，将第一中间产物进行沉化，沉化的过程中保持温度25-40℃，沉化时间24-26小时后，形成第二中间产物；

s7，将第二中间产物与碳精按比例7：1分层入熔融炉，7份第二中间产物1份碳精间隔分层加入熔融炉；在1250-1350℃，空气条件下，进行高温熔融90-120min，形成第三中间产物；

s8，将第三中间产物在1250℃-1350℃的条件下，进行水淬48s后形成玻璃物质。

其中，s2中，硅钙比例设置为3:1，钙铝比例设置为3:1。s3中，硅、钙和铝元素对应的氧化物为二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝。s5中，压力参数设置为25mpa，含水率设置为13%。s6中，沉化过程中保持温度为40℃，沉化时间设置为24小时。s7中，对熔融炉中充入纯氧气，控制高温熔融炉内的氧含量在8%-11%。s7中，高温熔融内的温度设置为1300℃。s8中，水淬的时间设置为48s。

s3中，二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝存储在各料仓中，当需要称取所需的重量时，采用称重螺旋定时给料，且采用卧式混料机将料仓内的物料进行混合。给料螺旋具有独特的稳流结构，在整个进料口截面上料粉均匀下沉，不易结拱，冲洗双螺旋结构，料流稳定，重量信号真实，计量精度更高；卧式混料机使得物料混合得更加均匀。

s5中，采用压块成型机对第一混合物进行成型，将混合好的第一混合物通过皮带连续输送至成型机的进料料斗，进料料斗按照1次/2min进行分批次进入压块成型机。同时根据第一混合物的含水率对物料喷洒雾水，雾水喷洒量由流量计调节阀控制，控制物料含水率12-15%之间。进料料斗按照1次/2min进行分批次进入压块成型机有利于避免物料的堆积，从而使得雾水喷洒量均匀，通过流量计调节阀控制雾水喷洒量，控制物料含水率12-15%之间，以便更好的成型。

s7中，采用定时、定量的出渣方式，设定每20-25min出渣一次，且每次出渣量控制在1.2-1.5吨。采用定时、定量的出渣方式，使得熔池温度和玻璃物质的稳定性可控，对出渣时间和熔池的热载体体积进行控制，有利于保障炉体熔池温度。

s8中，由于第三中间产物包括金属物质，尤其是重金属等危害物质，在水淬的过程中，有害物质被固化在玻璃物质中，减少二次污染环境。

在形成玻璃物质后，对玻璃物质的质量进行检测，若检测的结果中不符合玻璃的标准，则继续进入s1，直至玻璃物质符合玻璃的标准，则为一般副产品。

高温熔融炉的废气排放处设置有过滤除尘装置，依次有重力除尘、表冷、活性炭吸附、布袋除尘和钠法脱硫酸，以实现气体的达标排放。

本实施例的实施原理为：对固体废物进行元素分析，根据制备玻璃所需的元素成分对固体废物进行物料配比。将配比后的物料和固体废物进行粉碎混合均匀形成第一混合物，将第一混合物成型、沉化和熔融，最后水淬成晶格状的玻璃物质。其中沉化使得第一中间产物内部结合力增大、减少撞击破碎几率，以便后续更好的转运，保障高温熔融炉内自由落体下降过程不容易撞碎。第二中间产物与碳精按比例分层入炉有利于保障燃烧的稳定性，且有利于保障高温熔融炉内的熔池温度稳定性，从而保障玻璃物质形成的稳定性。高温熔融使得第二中间产物成为熔融状态的第三中间产物，第三中间产物经水淬固化成玻璃物质，从而达到了废物利用的效果。此外，在水淬的过程中将有害物质固化在玻璃物质中，减少了二次污染，起到了环保的效果。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。